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扩高比对蜂窝框架抗震性能的影响

钢结构 2011年第10期26卷 9-13页

作者：贾连光李庆文孙宏达沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

研究不同扩高比对蜂窝钢框架抗震性能的影响。以蜂窝式钢框架结构抗震性能试验为基础,利用有限元软件建立合理的有限元模型。对开孔形式相同的蜂窝梁采用不同腹板扩高比框架结构,并模拟低周反复荷载作用下的受力过程和破坏形式。得到了... 详细信息

研究不同扩高比对蜂窝钢框架抗震性能的影响。以蜂窝式钢框架结构抗震性能试验为基础,利用有限元软件建立合理的有限元模型。对开孔形式相同的蜂窝梁采用不同腹板扩高比框架结构,并模拟低周反复荷载作用下的受力过程和破坏形式。得到了不同扩高比下蜂窝钢框架的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性等性能,并进行对比与分析。结果表明:开孔形式相同时,与扩高前实腹框架相比,扩高比为1.3～1.5时蜂窝梁框架结构均有较好的抗震性能;扩高比为1.6、1.7时,抗震性能下降,在钢框架设计中建议使用扩高比不大于1.5的蜂窝框架梁。

关键词：蜂窝钢框架抗震性能扩高比孔型有限元

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开孔形式对蜂窝框架抗震性能的影响

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2011年第4期27卷 666-673页

作者：贾连光孙宏达李庆文沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

目的通过低周反复荷载试验和有限元模拟对蜂窝式钢框架抗震性能进行研究.方法以蜂窝式钢框架结构抗震性能试验为基础,利用有限元软件建立合理的有限元模型,将计算结果与试验对比验证模型合理性,并利用有限元软件对蜂窝式钢框架抗震性能... 详细信息

目的通过低周反复荷载试验和有限元模拟对蜂窝式钢框架抗震性能进行研究.方法以蜂窝式钢框架结构抗震性能试验为基础,利用有限元软件建立合理的有限元模型,将计算结果与试验对比验证模型合理性,并利用有限元软件对蜂窝式钢框架抗震性能进行深入分析.结果有限元计算结果与试验吻合较好,模型合理.对腹板扩高比相同的蜂窝梁采用不同开孔形式框架结构,在低周反复荷载作用下的受力过程和破坏形式进行模拟,得到了不同开孔形式下蜂窝钢框架的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性等性能并进行对比与分析.结论对于一定扩高比蜂窝梁的框架结构,抗震性能按圆形孔、六边形、矩形孔顺序依次变差.采用合适的扩高比与孔型可提高钢框架抗震性能.

关键词：蜂窝钢框架抗震性能孔型扩高比有限元

蜂窝式钢框架结构梁端塑性铰位置影响因素分析

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建筑结构 2013年第2期43卷 95-100页

作者：贾连光齐政张曰果沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

利用ANSYS软件,对常用的六边形孔和圆形孔蜂窝式钢框架结构的破坏模式、梁上塑性铰、滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力进行分析。研究表明:在扩高比K和梁上第一个孔洞中心距柱翼缘距离B等参数的影响下,蜂窝式钢框架结构可以利用蜂窝... 详细信息

利用ANSYS软件,对常用的六边形孔和圆形孔蜂窝式钢框架结构的破坏模式、梁上塑性铰、滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力进行分析。研究表明:在扩高比K和梁上第一个孔洞中心距柱翼缘距离B等参数的影响下,蜂窝式钢框架结构可以利用蜂窝梁梁端孔洞位置处的腹板削弱;在地震作用下,使塑性铰产生于梁上第一个孔洞位置,远离梁柱连接部位的焊缝区域,提高其抗震性能。通过分析参数K和B对其塑性铰出现位置的影响规律,提出六边形孔和圆形孔蜂窝式钢框架参数B取值的建议公式。在此参数范围内,蜂窝式钢框架结构的抗震性能和延性相比普通实腹钢框架并没有明显降低,具有良好的耗能能力。

关键词：蜂窝式钢框架塑性铰扩高比开孔位置

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蜂窝梁-实腹柱十字形节点受力性能研究

建筑科学与工程学报 2018年第4期35卷 63-71页

作者：聂少锋朱纪钊马轶叶梦娜宋龙飞长安大学建筑工程学院陕西西安710061 陕西省高速公路建设集团公司陕西西安710054

为研究蜂窝梁-实腹柱框架中节点的受力性能,利用ABAQUS有限元软件对28种不同扩高比和开孔位置的蜂窝梁-实腹柱十字形节点足尺模型进行了数值模拟分析,详细研究了蜂窝梁-实腹柱十字形节点的破坏模式、塑性铰产生位置、滞回曲线、骨架曲... 详细信息

为研究蜂窝梁-实腹柱框架中节点的受力性能,利用ABAQUS有限元软件对28种不同扩高比和开孔位置的蜂窝梁-实腹柱十字形节点足尺模型进行了数值模拟分析,详细研究了蜂窝梁-实腹柱十字形节点的破坏模式、塑性铰产生位置、滞回曲线、骨架曲线、延性性能和耗能能力。结果表明:蜂窝梁-实腹柱十字形节点由于梁上开孔的削弱作用,塑性铰由节点域向梁上第1个孔洞处转移,避免在节点域破坏,具有良好的抗震性能;蜂窝梁第1开孔位置一定时,随着扩高比K增加,节点水平承载力先增加后降低,并在K=1.4左右时达到峰值;扩高比K一定时,随着梁上第1个孔洞中心距柱距离L的增大,节点水平承载力先增加后趋于稳定;综合考虑扩高比K和开孔位置L对节点水平承载力及塑性铰产生位置的影响,并定义参数αh,给出参数K和αh的建议合理取值范围;在此取值范围内,蜂窝梁-实腹柱十字形节点水平承载力较高,滞回曲线饱满,具有良好的延性与耗能能力,且塑性铰出现在梁上第1个孔洞附近,满足"强节点弱构件"的抗震设计要求,具有良好的抗震性能。

关键词：蜂窝梁-实腹柱十字形节点有限元分析扩高比塑性铰受力性能

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圆孔蜂窝构件门式刚架结构优化设计

圆孔蜂窝构件门式刚架结构优化设计

作者：赵琛沈阳建筑大学

学位级别：硕士

蜂窝构件门式刚架是在传统门式刚架基础上,以蜂窝钢构件替换原有实腹式梁和柱得到的一种新型结构。蜂窝构件门式刚架既具有传统门式刚架受力简单、抗弯刚度大、承载力高、施工周期短等特点,又具有方便设备管线布置等独特优势,有着很好... 详细信息

蜂窝构件门式刚架是在传统门式刚架基础上,以蜂窝钢构件替换原有实腹式梁和柱得到的一种新型结构。蜂窝构件门式刚架既具有传统门式刚架受力简单、抗弯刚度大、承载力高、施工周期短等特点,又具有方便设备管线布置等独特优势,有着很好的应用前景。目前针对蜂窝构件门式刚架的设计没有成型的设计规范,大多依赖设计者的经验水平,而开孔相关参数设置的不合理往往会造成钢材得不到充分利用,不经济合理。因此,本文致力于蜂窝构件门式刚架优化设计方法的研究,寻找蜂窝构件门式刚架更为经济、合理的开孔设计方法。以蜂窝构件门式刚架结构工程应用为背景,依据蜂窝构件门式刚架的设计原理,采用实验优化设计方法,利用有限元分析软件Ansys Workbench优化功能,对蜂窝构件门式刚架结构进行优化设计。对仅梁腹板开孔、梁和柱腹板均开孔的蜂窝构件门式刚架结构展开优化研究,以自重最小为优化目标,以腹板开孔尺寸、开孔距离、腹板高度等参数为优化变量,以强度、刚度为约束条件,确定蜂窝构件门式刚架的优化方法,进行优化设计。目前蜂窝构件门式刚架设计方法是以PKPM等设计软件设计实腹式门式刚架梁、柱尺寸,再以1.5倍的扩高比对实腹式门式刚架腹板进行扩高设计,以扩高后腹板高度的0.6倍作为开孔直径,以1.5倍的孔直径作为孔间距进行开孔设计。针对目前这种设计方法进行参数优化分析研究,通过Ansys Workbench分别对30米跨、36米跨以及42米跨等不同跨度的蜂窝构件门式刚架在不同扩高比、开孔尺寸、开孔间距下的相关性能进行分析比较,确定更为经济合理的开孔方式。根据分析结果,建议蜂窝构件门式刚架设计扩高比采用1.2～1.3倍,开孔率采用70%,孔间距采用1.4～1.5倍孔直径是较为经济合理的开孔方式,各相关参数采用Ansys Workbench进行进一步优化调节。运用此方法对沈阳某军区车库项目实际工程进行优化设计,先运用研究的开孔方式对其进行新的初开孔设计,再以Ansys Workbench优化功能对其进一步优化,调节相关性能,最后在满足刚度、强度条件下每榀刚架用钢量相比原工程降低12.6%。

关键词：门式刚架优化设计蜂窝构件扩高比开孔率孔间距

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蜂窝式梁—柱钢框架结构抗震性能分析

蜂窝式梁—柱钢框架结构抗震性能分析

作者：孙宏达沈阳建筑大学

学位级别：硕士

近年来钢结构凭借轻质高强、塑性和韧性好、材料更接近于均质和各向同性体、安装制作简便、密封性和耐热性好、绿色环保等优势在建筑市场得到迅速发展。众所周知自重是影响结构抗震性能的一个重要指标,在保证强度的同时尽可能的减少自... 详细信息

近年来钢结构凭借轻质高强、塑性和韧性好、材料更接近于均质和各向同性体、安装制作简便、密封性和耐热性好、绿色环保等优势在建筑市场得到迅速发展。众所周知自重是影响结构抗震性能的一个重要指标,在保证强度的同时尽可能的减少自重可以大大的提高结构的抗震能力,蜂窝框架就是一种满足结构强度而又尽可能减少自重的结构形式,工程中采用蜂窝构件,方便穿越管线,而且梁采用蜂窝构件还可以在保证净高条件下,减小建筑的层高,对高层建筑更为有利。钢结构具有良好的动力性能,而蜂窝框架采用错位切割焊接或打孔的方式在满足强度的前提下进一步减少自重,从而降低了结构对地震作用的反应。但由于孔洞的削弱影响,蜂窝结构在强震作用下仍然有破坏的情况,主要是由于人们尚未透彻分析开孔大小及位置在地震作用下对整体结构的影响和相关破坏机理。国内外的相关研究大都集中在单个蜂窝梁、柱等单个构件,对于蜂窝框架整体的抗震性能分析研究不多。本文通过蜂窝框架结构体系模型在低周往复荷载作用下的拟静力试验,得到结构在竖向荷载保持不变的情况下水平荷载—位移、水平荷载—节点转角的滞回曲线和骨架曲线的特点。通过对该结构在地震作用下的滞回性能、延性、耗能能力、刚度退化等,研究了蜂窝框架的抗震性能,建立其恢复力模型,同时分析研究了在地震作用下轻钢框架的受力机理和破坏模式,对蜂窝框架结构的抗震性能做出综合性评价,为深入研究蜂窝式框架结构的性能奠定基础,也为工程应用提高参考。将ANSYS有限元软件模拟分析的结果与试验结果进行对照,验证模拟方法的正确性,并利用有限元软件对一系列不同开孔形式、不同扩高比的蜂窝框架进行模拟分析,初步探索两因素对蜂窝框架抗震性能的影响。将结果进行比较分析,对蜂窝框架结构的抗震性能做出综合性的总结,并提出几点建议,为工程应用提供参考。

关键词：钢框架蜂窝梁试验抗震性能扩高比有限元分析

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蜂窝式构件长细比的计算方法

沈阳工程学院学报（自然科学版） 2010年第1期6卷 81-83页

作者：蒋少军贾连光张书海刘淦邱秀芳沈阳建筑大学沈阳100168

为了进一步研究蜂窝构件稳定承载性能,以现有长细比计算理论为基础,结合蜂窝构件的受力机理和界面特性,提出了蜂窝构件长细比计算中相关参数的计算方法.同时,结合理论推导和数值分析结果,提出了蜂窝构件换算长细比建议计算公式.

关键词：蜂窝构件扩高比长细比轴压稳定系数